Экструзия (технологический процесс) | это… Что такое Экструзия (технологический процесс)?
У этого термина существуют и другие значения, см. Экструзия.
Пищевой экструдер Shtak-72
Экструдер в линии по производству пластикового плинтуса
Алюминиевые детали, полученные методом экструзии
Экстру́зия (от позднелат. extrusio — выталкивание) — технология получения изделий путем продавливания расплава материала через формующее отверстие. Обычно используется в производстве полимерных (резиновых смесей, пластмасс, крахмалсодержащих и белоксодержащих смесей), ферритовых изделий (сердечники), а также в пищевой промышленности (макароны, лапша и тп.), путем продавливания расплава материала через формующее отверстие экструдера.
Экструзия представляет собой непрерывный технологический процесс, заключающийся в продавливании материала, обладающего высокой вязкостью в жидком состоянии, через формующий инструмент (экструзионную головку, фильеру), с целью получения изделия с поперечным сечением нужной формы.
Экструдер — машина для формования пластичных материалов, путем придания им формы, при помощи продавливания (экструзии) через профилирующий инструмент (экструзионную головку).
Экструдер состоит из: корпуса с нагревательными элементами; рабочего органа (шнека (винт Архимеда), диска, поршня), размещённого в корпусе; узла загрузки перерабатываемого материала; силового привода; системы задания и поддержания температурного режима, других контрольно-измерительных и регулирующих устройств. По типу основного рабочего органа (органов) экструдеры подразделяют на одно-, двух- или многошнековые (червячные), дисковые, поршневые (плунжерные) и др.
|
Содержание
|
Виды экструзии
- Холодная синяя экструзия — возможны только механические изменения в материале вследствие медленного его перемещения под давлением и формованием этого продукта с образованием заданных форм.
- Теплая экструзия — сухие компоненты сырья смешиваются с определенным количеством воды и подают в экструдер, где наряду с механическим его подвергают еще и тепловому воздействию.
Продукт нагревается извне. Получаемый экструдат отличается небольшой плотностью, незначительным увеличением в объёме, пластичностью, а также ячеистым строением. Иногда экструдату необходимо подсушивание.
- Горячая экструзия — процесс протекает при высоких скоростях и давлениях, значительном переходе механической энергии в тепловую, что приводит к различным по глубине изменениям в качественных показателях материала. Кроме того, может иметь место регулируемый подвод тепла как непосредственно к продукту, так и через наружные стенки экструдера. Массовая доля влаги в сырье при горячей экструзии составляет 10…20 %, а температура превышает 120 °C.
Применение экструзионной технологии
Химическая промышленность
В химической промышленности метод экструзии применяется для нагрева, пластификации, гомогенизации и придания необходимой формы исходному сырью. Химический состав конечного продукта при этом идентичен химическому составу исходного сырья, что позволяет добиваться стабильного качества продукта прибегая при этом к минимальному количеству настроек экструдера, этим объясняется относительная простота машин, работающих в химической промышленности.
Методом экструзии в химической промышленности изготавливают различные погонажные изделия, такие как трубы, листы, плёнки, оболочки кабелей, элементы оптических систем светильников — рассеиватели и т. д.
Пищевая промышленность
В пищевой промышленности метод экструзии применяется намного шире. В ходе процесса под действием значительных скоростей сдвига, высоких скоростей и давления, происходит переход механической энергии в тепловую, что приводит к различным по глубине изменениям в качественных показателях перерабатываемого сырья, например денатурация белка, клейстеризация и желатинизация крахмала, а также другие биохимические изменения.
Экструзионные продукты, получаемые на пищевых экструдерах
- пельмени
- кукурузная палочка
- подушечки и трубочки с начинкой
- хрустящие хлебцы и соломка
- фигурные сухие завтраки
- хлопья кукурузные и из других злаков
- быстрозавариваемые каши
- детское питание
- фигурные чипсы
- экструзионные сухарики
- мелкий шарик из риса, кукурузы, гречи, пшеницы, для наполнения и обсыпки шоколадных изделий, мороженого и других кондитерских изделий
- пищевые отруби
- набухающая мука, панировка
- продукты вторичной переработки хлеба
- соевые продукты: соевый текстурат, концентрат (применяются в производстве колбасы, сосисок, котлет и т.
д.), кусковые соевые продукты (фарш, гуляш, бифштекс, тушенка и т. д.) - продукты переработки отходов животноводства
- модифицированный крахмал
- реагент на основе крахмала применяемый в нефте- и газодобыче
- строительные крахмалсодержащие смеси
- основы для клеев
Комбикормовая промышленность
- полножирная соя
- зерновые экструдаты
- корма для кошек, собак, домашних грызунов, крупного рогатого скота
- корма для промысловых и аквариумных рыб
Производство твердого биотоплива
Одним из наиболее популярных методов получения топливных брикетов является использование специальных экструдеров. Процесс предствляет собой прессование шнеком отходов (шелухи подсолнечника, гречихи и т. п.) и мелко измельченных отходов древесины (опилок) под высоким давлением при нагревании от 250 до 350 С°. Получаемые топливные брикеты не включают в себя никаких связующих веществ, кроме одного натурального — лигнина, содержащегося в клетках растительных отходов.
Температура, присутствующая при прессовании, способствует оплавлению поверхности брикетов, которая благодаря этому становится более прочной, что немаловажно для транспортировки брикета.
См. также
- Шнек
- Экструдированный корм
- Экструзионный пенополистирол
- Литьё пластмасс под давлением
- Термопластавтомат
Ссылки
| В этой статье не хватает ссылок на источники информации.
Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. |
метод переработки полиэтилена и пластмасс 2022
Экструзия – это процесс плавления полимера (допустим, полиэтилена), в результате которой он превращается в изделие определенного размера. Общая технология экструзии всегда одна и та же, но некоторые факторы изменяются в зависимости от толщины, которую необходимо получить.
Описание процесса экструзии
Такая сложная и комплексная процедура не может выполняться без соответствующего оборудования. Для получения качественной пленки необходим надежный и исправно работающий экструдер. Для начала в бункер машины загружаются полиэтиленовые гранулы, а затем включается функция нагрева. Вскоре гранулы плавятся и превращаются в вязкую прозрачную массу. Это и есть основа будущей пленки.
Вязкая масса проходит сквозь узкие отверстия, которые формируют кольцо. Результатом этой операции является «труба» из пленки. Как правило, в экструдерах предусмотрена функция изменения диаметра этой «трубы».
Затем пленка подвергается воздействию сжатого воздуха, после чего меняет форму. Она становится похожей на сильно вытянутый по вертикали баллон.
Посреди валков элеватора находится небольшой зазор, в области которого соединяются края «баллона». Как результат, пленка оседает на дно экструдера и представляет собой сплюснутый рукав.
Нередко для изготовления полиэтиленовых пакетов применяются фальцеватели. В результате получается рукав с фальцовкой. Если изготовитель хочет сразу же нарезать пленку, то в конце сушки он применяет специальные ножи.
Особенности экструзии
Метод экструзии почти одинаков для большинства полимеров. Но температура плавки у каждого своя. Производители полиэтиленовой пленки пользуются расчетными номограммами, чтобы точно определять температуру, при которой плавятся те или иные термопласты. Чаще всего для плавки используются:
- полиэтилен;
- полипропилен;
- поливинилхлорид;
- полиформальдегид;
- полистирол.
В отличие от большинства плавящихся веществ, температура плавления полимеров может колебаться в довольно широком диапазоне. Так, полиэтилен плавится при температуре от 100 до 125°С, а различные виды полипропилена могут требовать температуру от 80 до 170°С.
Это обуславливается составом полимеров, а также условиями проведения экструзии.
Экструзия полимеров требует от изготовителя пленки высоких профессиональных знаний. К примеру, поликарбонат и полиметилметакрилат – это полимеры с высокой вязкостью, которые при неосторожном превышении температуры могут потерять свои ключевые свойства.
Как известно, изначально полиэтилен существует в виде порошка. Но для того, чтобы загрузить его в экструдер, нужно сначала добиться гранулированной формы. Для этого проводятся следующие операции:
- Литье или прессование (иногда применяются другие методы) для получения цельной массы полимера.
- Плавка с последующим пропусканием через круглые отверстия (диаметр – от 1,5 до 2,5 мм).
- Нарезка полученной толстой нити на небольшие гранулы.
Только после этого полиэтилен можно загружать в экструдер. Аналогичные операции нужно проделывать и с полипропиленом, а также с некоторыми другими полимерами. Практически любая линия экструзии может работать со всеми полимерами, но машины не в силах сами подстраиваться под изменение материала.
Плавление и охлаждение полиэтилена
Экструзия полиэтилена мало отличается от экструзии других полиолефинов, но нужно помнить одну важную вещь. При плавке полиэтилена выделяется намного больше тепла, чем, скажем, при плавке «родственного» полипропилена. Поэтому, если в прошлый раз экструдер работал с полипропиленом, а теперь необходимо экструдировать полиэтилен, то перед началом работы нужно снизить мощность нагревателей.
Если пренебречь этим правилом, то пленка будет кристаллизоваться, станет хрупкой и непрозрачной.Такой же результат – помутнение и хрупкость – ожидает и при неправильном охлаждении. Полиэтилен нужно охлаждать быстро и интенсивно. Если полимер будет слишком долго сохранять свое тепло, то начнется кристаллизация, которая в первую очередь скажется на прозрачности, а потом и на ударопрочности пленки.
Процесс экструзии с помощью кольцевого зазора (именно он был описан в начале статьи) имеет один существенный недостаток. Полученная пленка имеет неравномерную толщину и часто образовывает складки.
Чтобы снизить риск этих побочных явлений, была сконструирована специальная головка экструдера. Ее внутренние и наружные стенки одновременно вращаются, минимизируя разброс толщины. Шанс появления складок тоже заметно падает.
Несмотря на этот недостаток, кольцевой зазор – лучший способ экструзии из ныне существующих. Именно он лежит в основе большинства полиэтиленовых изделий, которые используются на производствах, при строительстве и в быту.
Коронаторная обработка пленки после экструзии
Существуют специальные приспособления – коронаторы, которые применяются для обработки наружной поверхности пленочных рукавов. Они обдают пленку коронными разрядами тока. Данная процедура является необходимой, если изготовленная пленка будет подвергаться флексопечати.
Структура любого полимера – не волокнистая, поэтому краска будет легко держаться на на пленке и без дополнительной обработки (клейка, стимуляция и т.д.). Но использование коронаторов обязательно, ведь без них краска будет слезать с пленки в течение нескольких секунд.
Краска, какой бы она ни была, превратится в каплю и будет спокойно передвигаться по полимерной пленке. Коронные разряды тока обеспечивают для пленки и краски валентную связь, и изначальная форма сохраняется на долгое время.
Дефекты пленки и их устранение
Такой сложный процесс, как экструзия пластмасс и полимеров, нечасто может обойтись без погрешностей. В большинстве случаев возникают недочеты, которые необходимо устранить. Поэтому мы рассмотрим основные погрешности при экструзии полиэтилена, а также опишем способы их устранения:
- Плохая прозрачность пленки. Эта проблема чаще всего решается повышением температуры плавки, а также повышением (или, наоборот, понижением) интенсивности охлаждения. Если ни один из способов не помогает, то остается только сменить марку полиэтилена.
-
Посторонние вкрапления. Для решения этой проблемы нужно проверить, правильно ли хранится сырье (гранулированный полиэтилен), а также протестировать его качество.
- Полосы на пленке. Чаще всего они бывают продольными, реже – поперечными или хаотичными. Почти всегда это связано с плохим состоянием головки экструдера. Ее необходимо отполировать и очистить от нагара.
- Потускнение поверхности пленки. Чтобы избавиться от этого неприятного эффекта, нужно снизить температуру плавки, поднять давление во время экструзии, снизить скорость вращения шнека, отполировать головку экструдера.
- Шероховатость поверхности. Для избавления от этой проблемы можно отполировать головку и повысить температуру плавки, а также подсушить полиэтиленовые гранулы. Но это не всегда помогает, и тогда приходится заменять партию полимера.
Отдельного внимания заслуживает проблема разнотолщинности, которая уже была описана выше. Неравномерная толщина может иметь разный характер, и в зависимости от этого варьируется способ устранения проблемы:
- если раздутый рукав полностью асимметричен, то нужно изменить размер зазора по периметру, а также проверить, равномерно ли прогревается головка экструдера;
- если разнотолщинность проявляется только поперек рукава, то нужно также изменить размер зазора и отрегулировать температуру плавки;
- если разнотолщинность проявляется только вдоль рукава, то нужно изменить скорость его отвода, отрегулировать скорость вращения шнека, параметры температуры и охлаждения.
Заключение
Итак, экструзия – это процесс, при котором полиэтилен из гранулированного материала превращается в прозрачную пленку. Данная процедура является комплексной и требует не только специального оборудования, но и профессиональных навыков человека, который будет работать с экструдером. Тем не менее, при создании изделий из полимеров без экструзии обойтись невозможно.
Экструзия утеплитель: обзор и характеристики
Тепловая изоляция дома — значимый аспект накопления энергоносителей, благодаря этому регулярно проводится работа над улучшением параметров материалов, благодаря которым она исполняется. Одним из распространенных теплоизоляторов хорошего качества стал экструдированный пенопласт.
Свойства искусственного теплоизолятора
Содержание:
- 1 Свойства искусственного теплоизолятора
- 2 Недостатки экструдированного теплоизолятора
- 3 Применение экструзионного утепления
- 4 Востребованные марки пенополистирола экструдированного
- 4.
1 Пенопласт, экструдированный пенополистирол и PIR. Утепление дома. Часть 3.
- 4.
Материал для теплоизоляции делается из гранул полистирола с добавкой вспенивающего агента. В качестве такой добавки применяется фреон или углекислый газ. Вещества греются до большой температуры, и вязкая полимерная масса продавливается через экструдер (формовочный механизм). В результате получается пенополистирол экструдированный с мелкими закрытыми ячейками.
Эта технология обеспечивает гомогенную структуру материала и один и тот же размер частиц 0,1-0,2 мм. Закрытые, наполненные газом ячейки, выполняют теплоизолятор не тяжёлым, дают невысокое поглощение воды и проводимость тепла. Материал не пропускает влажность вовнутрь и не боится контакта с ней. Экструдированный пенопласт (ЭППС) можно применять в местах соприкасания с водой без установки гидробарьера.
Плотное размещение закрытых капсул выполняет непроходимый барьер на пути пара на воде и воздуха. Материал отличается небольшим коэффициентом паропроходимости.
Это качество в разных ситуациях становится плюсом или недостатком теплоизолятора. Если понадобится устройства паробарьера, к примеру, при утеплении внутри ЭППС приходится к слову. Но во многих случаях он мешает нормальному движению воздуха и требует создания добавочной вентиляции, чтобы уничтожать очень высокую влажность.
По показателям теплосбережения материал на основе синтетики превосходит:
- вспененный полимер — в 1,5 раза;
- минвата — 2 раза;
- дерево — на порядок.
Утеплительные плиты имеют большую прочность и стойкость к нагрузкам механическим путем, что дает возможность применять их на участках с большой нагрузкой (фундамент, строительство автомобильных магистралей и добавочных конструкций).
Не обращая внимания на искусственные составляющие материал различается чистотой в экологическом плане и менее опасен для человека. Он стоек к появлению плесени и грибка, но грызуны могут расстроить плиты. Утеплитель стоек к большинству химических соединений, но разлагается под воздействием бензина, кислоты и растворителей на основе органики.
Характеристики пенополистирола экструдированного
- проводимость тепла — 0,028-0,034 ВТ/м*К;
- показатель паропроходимости — 0,015;
- плотность — 28-45 кг/м3;
- поглощение воды — 0,4% от объема материала;
- теплоизолятор находится в эксплуатации в температурном промежутке — от ?50? до +75?C;
- длительность службы — 40-50 лет.
Недостатки экструдированного теплоизолятора
Основной минус материала — большая опасность возгорания и выделение вредоносных веществ при плавлении. Тепловая изоляция не горит собственноручно, ей нужен источник пламени. Без поддержания пенопласт тухнет за 3 секунды. Материал относят к высокому классу горючести Г3-Г4, ее можно уменьшить добавлением антипиренов в состав искусственных полимерных плит.
Пенополистирол экструдированный не оставляйте под лучами солнца, ультрафиолетовое излучение оказывает на него губительное влияние. Материал приходится перекрывать слоем защиты.
Практически нулевая проходимость пара также считается недостатком, ведь оснащение строения системой механической вентиляции требует лишних трат.
Применение экструзионного утепления
Невысокое поглощение воды определило область использования экструдированного утеплителя. Он незаменим при утеплении фундамента, нижнего и подвала. Это единственный материал, не боящийся влаги и механического давления грунта. Он не только утепляет фундамент и подвальное помещение, но и оберегает от наружных повреждений.
Для работы подбираются плиты с рифленой поверхностью, чтобы сделать лучше склейку с клеем. Их толщина составляет 50-150 мм, размеры зависят от изготовителя, типовые размеры: 600?1200 и 600?2400 мм. ЭППС ставится на гидроизоляционный слой и не просит внешней защиты, фундамент просто сыпется песком и грунтом. Теплоизолятор на цоколе нужно покрывать штукатуркой по анкерной сетке, это убережет его Излучения ультрафиолетовых лучей.
Пенополистирол экструдированный подходящий теплоизоляционный материал пола. Его кладут под стяжку без боязни повреждения из-за влаги или весомой нагрузки. Это прекрасное основание для устройства системы пола с подогревом.
Стеновую теплоизоляцию строения при помощи экструдированного материала исполняется с внутренней и наружной стороны. По фасаду теплоизолятор крепится на особый клей и дюбеля-зонтики. Слой изоляции защищается штукатуркой и декоративной облицовкой. При утеплении внутри материал клеится на поверхность стены и оберегает толстым штукатурным слоем (до 3 см) или каркасом с обшивкой гипсом.
Эта технология обеспечивает небольшую проходимость пара и понижает опасность загорания. Тонкие плиты (2-3 см) хорошо берегут тепло и не забирают полезную площадь у помещения. Востребован материал и для лоджий и балконов, где наблюдаются температурные перепады и большая влажность. ЭППС стоек к трудным эксплуатационным требованиям и скрадывает лишние сантиметры площади.
Пенополистирол экструдированный повсеместно используется при монтаже многослойного покрытия инверсионной мягкой кровли. При такой технологии тепловая изоляция размещается над защитой от негативного воздействия влаги и оберегает ее от повреждений.
Слой снаружи исполняется из гравия или стяжки на основе цемента.
Не считая гражданского и приватного строительства теплоизолятор применяется:
- во время монтажа основания автомобильных и железных дорог;
- для теплоизоляции трубопроводов;
- в виде материала для тары под продукты и медицинские препараты;
- для термические изоляции холодильных установок и изотермических фургонов;
- при устройстве взлетной полосы аэроузла.
Востребованные марки пенополистирола экструдированного
За 75 лет производства материал завоевал залуженную востребованность. Его делают разные компании, изделия которых выделяются собственным видом, но хранят хорошие характеристики.
Экструдированный полистирол — плиты оранжевого цвета, выделяющиеся многообразием кромки. Она исполняется прямой или пазом и гребнем для облегчения стыковки без холодных мостиков. Материал используется для утепления строений и коммуникаций размещенных под землей.
Он находится в эксплуатации при температуре ?50? +80?C.
Стирекс — ЭППС используется во время изготовления sip панелей, оберегает полотно дороги от вспучивания грунта.
Техноплекс — теплоизолятор стоек к биологическому влиянию, он распространен в промышленном и частном строительстве. Надежные плиты можно применять для изоляции одной из частей строения: фундамент, стены, пол, кровля.
URSA XPS — надежный и безопасный материал, являющийся хорошим паро- и шумоизолятором. Он различается большей прочностью и невысоким влагопоглощением, может монтироваться на участках, сопрекасающихся с влагой.
Примаплекс — материал востребован благодаря прекрасным свойствам и низкой цене. Утеплительные плиты синего цвета, они просты в отделке и режутся строительным ножиком. Примаплекс воды не боится и мороза, применяется для внутреннего и утепления с наружной стороны.